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摘 要：利用上位机监控系统采集矿井提升机运行中的深度、速度、电流等参数，经过分析和处理，生成系统静态配置图形、动态数据监视图形、报表系统图形、故障记录图形等，经交互式途径显示出来，极大地方便设备维护人员。
关键词：WINCC；提升机；监控画面；运行状态
引言
矿井提升机作为井下矿山生产的咽喉设备，其特定的工作环境决定了其控制设备工艺复杂性，高安全性和可靠性，从而使得电控设备的维护工作具有较高的难度，针对这一情况，哈密和鑫矿业有限公司提出希望能够有一种设备运行中能反映提升机运行状态及生产管理人员关注的过程参数直观的显示出来，以便实时监视提升机的运行状态和降低故障时的维护难度。经过研究讨论沿着计算机技术发展以及PLC功能的增强。利用这一思路提出了采用上位机监控系统来实现这一要求。
目前市场上的上位监控系统主要在各大公司既有的软件基础上开发，软件主要有WINCC、力控、组态王、INTOUCH、SCREENWARE等，这些软件经过市场证明，都是成熟可靠的，为此本公司选用了基于西门子WINCC的上位监控系统来解决上述要求。
1 WINCC简介
WINCC即windows control center。WINCC是一个功能强大的全面开放的监控系统，既可以用来完成小规模的简单的过程监控，也可以用来完成复杂的应用。其主要功能包括：
1.1 图形系统。用于组态画面的开发。
1.2 报警系统。用于报警信息的记录、存储、分类、分析、显示和报表，操作非常简便。
1.3 变量记录系统。用于对变量的存档接收、记录和压缩，用于曲线图表显示及进一步功能。
1.4 报表系统。生成各类用户需要的参数报表、生产报表等。
1.5 数据处理。对图像对象的动作使用VC或者VB进行编辑。
1.6 標准接口。通过ODBC和SQL访问用户组态和过程数据的SYBASE数据库，提供标准接口连接第三方设备。
1.7 用户管理。读不同的用户分配不同的授权以保证设备的正常运行。
此外，WINCC还提供多种可选软件包以满足用户的不同要求。
2 本单位提升机改造后上位监控系统概述
和鑫矿业提升机上位监控系统软件采用西门子公司WINCC软件，基于简体中文版WINDOWS专业版环境下运行。其功能包括：系统概貌图、安全回路图、报警画面、趋势图、信号系统状态图。
——提升系统动静态画面生成（如提升过程动态，显示速度动态曲线，电枢电流动态曲线，提升容器位置动态显示等）。
——PLC程序逻辑关系监视。
——井筒开关动作情况记忆及显示。
——故障自检显示、报警、能显示故障发生位置、时间、原因等，对系统重要参数如速度、电流、电压及运行状态进行实时监测，对重要的参数，如速度图可存盘并保留至少一个班次。
3 主要监控画面介绍
3.1 系统概貌画面
系统概貌画面是对提升系统的整体概况描述，显示了提升机运行的状态和设备构成。如图1所示。主要具有以下功能：
3.1.1 画面的最上方是显示画面标题及日期及时间。
3.1.2 组态了系统的结构图，包含一个示意滚筒、一个示意罐笼、一个示意井筒。
3.1.3 组态了井筒开关，当罐笼上到位或下到位时，开关动作，同时画面上的所对应开关的指示灯的背景颜色改变。
3.1.4 组态了罐笼运行方向、运行深度、目前所在的位置及罐笼将要到达的位置，如罐笼在井口，将要去井底，同时相应的文本显示框的背景颜色将变成绿色。
3.1.5 组态了提升机工况及辅助设备的运行状态，以帮助提升司机正确的操作。
3.1.6 画面的下方组态了I/O域，用于显示提升机系统运行的参数，如励磁电流、电枢电流、提升速度、操作给定。
3.1.7 在画面的最下方组态了窗口按钮，是个画面之间相互切换。
3.2 安全回路
安全回路画面实时监测了提升机控制中重要的保护环节，包括安全回路故障和轻故障。
通过文本框形式，当故障发生时指示相应的故障信号。并且根据文本框背景颜色的改变，准确的找到故障发生的位置，以帮助设备维护工程师迅速的排出故障。
3.3 动态曲线
提升机运行过程中，有一些参数能够很大程度上反映系统的运行状态是否良好，并且在故障时能够极大地帮助维护工程师查明故障原因。故而，在上位监控系统中，将这些参数用图表的形式实时记录，并且归档存储。通过一定的方法，不但能够观察当前数据状态，而且可以查询历史数据。尤其对一些偶然发生的故障，当不能一直监视时，参数记录将极大地节省人工人力。如对于磁开关，当需要检修开关工作是否动作可靠时，由于判断可靠性不能只用一次动作情况做依据，需要大量的实验获得数据来分析，这就要求人员持续在岗观察，费时又费力。而当采用参数记录的方式将磁开关信号记录时，这一切就变得相当的简便，只需将历史记录调出查看即可，不必一直在电脑前观察，更不必去井筒观察。
又比如当故障发生时，导致提升机停车时，若值班工程师当时不在现场，故障时电机参数，提升机运行状态不能及时获得，曲线记录画面只需调出相应时间的记录即可查阅所有参赛，便于排查故障。
3.4 故障记录
故障记录类似于参数记录，两者的区别主要在于针对的对象不同，参数记录画面记录的是提升机运行过程中的运行参数，如电流、速度等；故障记录功能比参数记录的要强大和多样化，他们都具有归档的能力。故障报表通过不同的颜色显示来表明正在发生的故障，已消除的故障，和消除并确认的故障。
4 监控系统的使用
任何上位监控系统研 之初都应充分考虑使用的简便性，任何人员只需经现场简单培训即可操作监控系统。由于windows操作方式的广泛应用，大部分监控系统的操作界面都是窗口式，以适应大部分人的操作习惯。
结束语
随着计算机技术的发展以及现代化矿山的大力发展，上位机监控系统在提升机系统中的使用要求也越来越高，越来越多样化。随着科技的进步尚未监控系统的自诊断能力提出越来越高的要求，同时系统的远程诊断能力也被越来越重视。
总之，上位监控系统除具有操作简单、控制方便、人机界面友好、通用性好、安装方便的特点，正渐渐朝着网络化和智能化的方向发展，其在矿井提升机系统中发挥的作用也越来越大，一个好的上位监控系统会节约大量的人力物力，提高设备运行效率，帮助安全可靠生产。
关键词：WINCC；提升机；监控画面；运行状态
引言
矿井提升机作为井下矿山生产的咽喉设备，其特定的工作环境决定了其控制设备工艺复杂性，高安全性和可靠性，从而使得电控设备的维护工作具有较高的难度，针对这一情况，哈密和鑫矿业有限公司提出希望能够有一种设备运行中能反映提升机运行状态及生产管理人员关注的过程参数直观的显示出来，以便实时监视提升机的运行状态和降低故障时的维护难度。经过研究讨论沿着计算机技术发展以及PLC功能的增强。利用这一思路提出了采用上位机监控系统来实现这一要求。
目前市场上的上位监控系统主要在各大公司既有的软件基础上开发，软件主要有WINCC、力控、组态王、INTOUCH、SCREENWARE等，这些软件经过市场证明，都是成熟可靠的，为此本公司选用了基于西门子WINCC的上位监控系统来解决上述要求。
1 WINCC简介
WINCC即windows control center。WINCC是一个功能强大的全面开放的监控系统，既可以用来完成小规模的简单的过程监控，也可以用来完成复杂的应用。其主要功能包括：
1.1 图形系统。用于组态画面的开发。
1.2 报警系统。用于报警信息的记录、存储、分类、分析、显示和报表，操作非常简便。
1.3 变量记录系统。用于对变量的存档接收、记录和压缩，用于曲线图表显示及进一步功能。
1.4 报表系统。生成各类用户需要的参数报表、生产报表等。
1.5 数据处理。对图像对象的动作使用VC或者VB进行编辑。
1.6 標准接口。通过ODBC和SQL访问用户组态和过程数据的SYBASE数据库，提供标准接口连接第三方设备。
1.7 用户管理。读不同的用户分配不同的授权以保证设备的正常运行。
此外，WINCC还提供多种可选软件包以满足用户的不同要求。
2 本单位提升机改造后上位监控系统概述
和鑫矿业提升机上位监控系统软件采用西门子公司WINCC软件，基于简体中文版WINDOWS专业版环境下运行。其功能包括：系统概貌图、安全回路图、报警画面、趋势图、信号系统状态图。
——提升系统动静态画面生成（如提升过程动态，显示速度动态曲线，电枢电流动态曲线，提升容器位置动态显示等）。
——PLC程序逻辑关系监视。
——井筒开关动作情况记忆及显示。
——故障自检显示、报警、能显示故障发生位置、时间、原因等，对系统重要参数如速度、电流、电压及运行状态进行实时监测，对重要的参数，如速度图可存盘并保留至少一个班次。
3 主要监控画面介绍
3.1 系统概貌画面
系统概貌画面是对提升系统的整体概况描述，显示了提升机运行的状态和设备构成。如图1所示。主要具有以下功能：
3.1.1 画面的最上方是显示画面标题及日期及时间。
3.1.2 组态了系统的结构图，包含一个示意滚筒、一个示意罐笼、一个示意井筒。
3.1.3 组态了井筒开关，当罐笼上到位或下到位时，开关动作，同时画面上的所对应开关的指示灯的背景颜色改变。
3.1.4 组态了罐笼运行方向、运行深度、目前所在的位置及罐笼将要到达的位置，如罐笼在井口，将要去井底，同时相应的文本显示框的背景颜色将变成绿色。
3.1.5 组态了提升机工况及辅助设备的运行状态，以帮助提升司机正确的操作。
3.1.6 画面的下方组态了I/O域，用于显示提升机系统运行的参数，如励磁电流、电枢电流、提升速度、操作给定。
3.1.7 在画面的最下方组态了窗口按钮，是个画面之间相互切换。
3.2 安全回路
安全回路画面实时监测了提升机控制中重要的保护环节，包括安全回路故障和轻故障。
通过文本框形式，当故障发生时指示相应的故障信号。并且根据文本框背景颜色的改变，准确的找到故障发生的位置，以帮助设备维护工程师迅速的排出故障。
3.3 动态曲线
提升机运行过程中，有一些参数能够很大程度上反映系统的运行状态是否良好，并且在故障时能够极大地帮助维护工程师查明故障原因。故而，在上位监控系统中，将这些参数用图表的形式实时记录，并且归档存储。通过一定的方法，不但能够观察当前数据状态，而且可以查询历史数据。尤其对一些偶然发生的故障，当不能一直监视时，参数记录将极大地节省人工人力。如对于磁开关，当需要检修开关工作是否动作可靠时，由于判断可靠性不能只用一次动作情况做依据，需要大量的实验获得数据来分析，这就要求人员持续在岗观察，费时又费力。而当采用参数记录的方式将磁开关信号记录时，这一切就变得相当的简便，只需将历史记录调出查看即可，不必一直在电脑前观察，更不必去井筒观察。
又比如当故障发生时，导致提升机停车时，若值班工程师当时不在现场，故障时电机参数，提升机运行状态不能及时获得，曲线记录画面只需调出相应时间的记录即可查阅所有参赛，便于排查故障。
3.4 故障记录
故障记录类似于参数记录，两者的区别主要在于针对的对象不同，参数记录画面记录的是提升机运行过程中的运行参数，如电流、速度等；故障记录功能比参数记录的要强大和多样化，他们都具有归档的能力。故障报表通过不同的颜色显示来表明正在发生的故障，已消除的故障，和消除并确认的故障。
4 监控系统的使用
任何上位监控系统研 之初都应充分考虑使用的简便性，任何人员只需经现场简单培训即可操作监控系统。由于windows操作方式的广泛应用，大部分监控系统的操作界面都是窗口式，以适应大部分人的操作习惯。
结束语
随着计算机技术的发展以及现代化矿山的大力发展，上位机监控系统在提升机系统中的使用要求也越来越高，越来越多样化。随着科技的进步尚未监控系统的自诊断能力提出越来越高的要求，同时系统的远程诊断能力也被越来越重视。
总之，上位监控系统除具有操作简单、控制方便、人机界面友好、通用性好、安装方便的特点，正渐渐朝着网络化和智能化的方向发展，其在矿井提升机系统中发挥的作用也越来越大，一个好的上位监控系统会节约大量的人力物力，提高设备运行效率，帮助安全可靠生产。